create node-web-gpio.md

2025-01-30 22:08:05 +00:00 · 2020-12-02 10:42:19 +09:00 · 2020-12-02 10:42:19 +09:00 · 443ee99020
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+---
+title: Web GPIO API/Web I2C APIをRaspberry PiのNode.jsから使う
+emoji: 🤖
+topics: [nodejs, raspberrypi, chirimen]
+type: tech
+published: true
+---
+
+## 概要
+
+Raspberry Pi の Node.js から Web GPIO API と Web I2C API を扱う方法を説明します。
+
+:::message
+[Web GPIO API](http://browserobo.github.io/WebGPIO/)/[Web I2C API](http://browserobo.github.io/WebI2C/) とは [W3C の Browsers and Robotics コミュニティグループ](https://www.w3.org/community/browserobo/)で標準化に向けての検討されている、JavaScript で Web アプリから電子パーツを直接制御できる低レベルハードウェア制御 API です。
+:::
+
+:::message
+[Node.js](https://nodejs.org/) は、オープンソース・クロスプラットフォームな JavaScript 実行環境です。
+[パッケージマネージャー npm](https://www.npmjs.com/) を利用して膨大なパッケージにアクセスでき、IoT プロトタイピングだけでなく幅広いアプリケーションを作るために使われています。
+:::
+
+## 準備
+
+プログラムを実行するには Raspberry Pi に Node.js をインストールします。CHIRIMEN を利用する場合はあらかじめ Node.js がインストールされているので不要です。
+もし CHIRIMEN の microSD カードを作成する方法を知りたい場合は [CHIRIMEN の SD カードイメージの作成方法](https://tutorial.chirimen.org/raspi/sdcard)を参照してください。
+
+:::message
+[CHIRIMEN](https://chirimen.org/) は、Web ブラウザからハードウェアを制御するプロトタイピング環境です。
+:::
+
+## Raspberry Pi に Node.js をインストールする方法
+
+いくつか方法はありますが、ここでは [NodeSource を使ったインストール方法](https://github.com/nodesource/distributions#installation-instructions) を紹介します。
+
+ターミナルを起動して以下のコマンドを実行します。
+
+```sh
+curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_14.x | sudo -E bash -
+```
+
+```sh
+sudo apt-get install -y nodejs
+```
+
+これで Node.js のインストールは完了です。
+
+## 新しいディレクトリの作成
+
+続いて、実際にアプリケーションを作る前にプログラムを実行するための環境を整えます。作業用のディレクトリを作り、そのディレクトリの中でプログラムを実行します。
+
+ターミナルを起動して以下のコマンドを実行します。
+
+```shell
+mkdir hello-real-world
+```
+
+```shell
+cd hello-real-world
+```
+
+npm のためのファイル package.json を作成します。
+
+```shell
+npm init -y
+```
+
+作業用のディレクトリの中に npm パッケージ [node-web-gpio](https://www.npmjs.com/package/node-web-gpio) と [node-web-i2c](https://www.npmjs.com/package/node-web-i2c) をインストールします。
+
+```sh
+npm install node-web-gpio node-web-i2c
+```
+
+これで Node.js から Web GPIO API と Web I2C API を使う準備は完了です。
+
+## Hello Real World
+
+Raspberry Pi に接続した LED を点滅させるプログラムを書きます。
+
+次の図のとおりに配線します。
+
+![LEDの点滅回路の配線図](https://i.imgur.com/419yMxN.jpg)
+
+空のテキストファイル main.js を作成し、Node.js のための JavaScript のプログラムを書きます。
+
+```sh
+editor main.js
+```
+
+テキストエディターで main.js を次のように書きます。
+
+```js
+const { requestGPIOAccess } = require("node-web-gpio");
+const sleep = require("util").promisify(setTimeout);
+
+async function blink() {
+  const gpioAccess = await requestGPIOAccess();
+  const port = gpioAccess.ports.get(26);
+
+  await port.export("out");
+
+  for (;;) {
+    await port.write(1);
+    await sleep(1000);
+    await port.write(0);
+    await sleep(1000);
+  }
+}
+
+blink();
+```
+
+書き終えたら保存します。
+
+Node.js で main.js を実行するには、次のコマンドを実行します。
+
+```sh
+node main.js
+```
+
+LED が点滅すれば完成です 🎉
+
+## いろいろなデバイスを試す
+
+CHIRIMEN ブラウザーから利用できるいろいろなデバイスはすべて同じように Node.js から扱うことができます。
+
+たとえば、次のコードは[温度センサー ADT7410](http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06675/)を利用して温度を表示するプログラムです。
+
+```js
+const { requestI2CAccess } = require("node-web-i2c");
+const ADT7410 = require("@chirimen/adt7410");
+
+async function measure() {
+  const i2cAccess = await requestI2CAccess();
+  const i2c1 = i2cAccess.ports.get(1);
+  const adt7410 = new ADT7410(i2c1, 0x48);
+  await adt7410.init();
+  const temperature = await adt7410.read();
+  console.log(`Temperature: ${temperature} ℃`);
+}
+
+measure();
+```
+
+コマンド `npm i @chirimen/adt7410` を実行すると、温度センサー ADT7410 を利用するための `@chirimen/adt7410` パッケージをインストールできます。
+
+デバイスを扱うためのドライバーのパッケージの一覧は [CHIRIMEN Drivers](https://github.com/chirimen-oh/chirimen-drivers) にありますのでご覧ください。
+
+また、CHIRIMEN チュートリアルのなかには、Web GPIO や Web I2C によって扱うことのできる[外部デバイスとサンプルコードの一覧があります](https://tutorial.chirimen.org/raspi/partslist)。こちらも参考になるかもしれません。
+
+## まとめ
+
+CHIRIMEN ブラウザー版での API の差異をまとめると下記とのおりです。
+
+| CHIRIMEN ブラウザー版         | Node.js                                                                       |
+| ----------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------- |
+| `navigator.requestGPIOAccess` | `const { requestGPIOAccess } = require("node-web-gpio");` `requestGPIOAccess` |
+| `navigator.requestI2CAccess`  | `const { requestI2CAccess } = require("node-web-i2c");` `requestI2CAccess`    |
+| `sleep`                       | `const sleep = require("util").promisify(setTimeout);` `sleep`                |
+
+以上です。
+この記事では、Raspberry Pi の Node.js から Web GPIO API と Web I2C API を扱う方法を説明しました。